Astronomie und Astrophysik

Die Lehrveranstaltung deckt eine breites Themenspektrum aus der Astronomie und Astrophysik ab. Dabei werden sowohl die physikalischen Grundlagen als auch die relevanten Beobachtungsmethoden diskutiert. Zu verschiedenen Themenbereichen werden praktische Beobachtungen mit den Instrumenten des TURM Observatoriums einbezogen und die dabei gewonnenen Daten analysiert. Hier ein Überblick über den geplanten Inhalt: I. Überblick - Einleitung: Ursprünge der Astronomie, Astronomie heute - Erforschung des Universums: Skalen und Objekte, Informationsträger, Observatorien II. Physikalische Grundlagen - Mechanik von Punktmassen: Zweikörperproblem, Reduziertes Dreikörperproblem - Elektromagnetische Strahlung: Wellen/Photonen, Planck'sches Strahlungsgesetz, Leuchtkraft - Atomphysik und Statistik: Atomstruktur und Spektren, Dopplerverschiebung, Boltzmann-Gleichungen III. Astronomische Grundlagen - Orientierung am Himmel: Koordinatensysteme, Kataloge, Beobachtungsplanung - Beobachtungstechniken: Photographie, Astrometrie, Photometrie, Spektroskopie, Interferometrie IV. Planetensysteme - Sonnensystem: Aufbau, Planeten und Monde, Asteroiden und Kometen - Sonne: Struktur, Atmosphäre, Aktivitätszyklus, Weltraumwetter - Exoplaneten: Detektionsmethoden, Klassifikation und Population, Entstehung V. Sterne - Sterne: Phäneomenologie, HR-Diagramm, Aufbau und Funktionsweise, Sternstrukturgleichungen - Lebenszyklus von Sternen: Geburt, Gesundes Leben, Späte Lebensphasen, Ende eines Sternenlebens - Besondere Sterne: Veränderliche Sterne, Binärsysteme, Weiße Zwerge, Neutronensterne VI. Galaxien - Interstellares Medium: Interstellares Gas, Emissionsnebel, Interstellarer Staub, Sternentstehungsgebiete - Milchstraßen-System: Struktur der Milchstraße, Zwerggalaxien, Kugelsternhaufen, Dynamik der Milchstraße - Kosmische Entfernungsmessung: Parallaxe, Cepheiden, Typ-Ia Supernovae, Kosmische Expansion - Galaxien: Klassifikation, Evolution von Galaxien, Supermassive Schwarze Löcher, Quasare VII. Universum - Großräumige Struktur: Galaxien-Cluster, Supercluster und Filamente - Urknall und Expansion: Urknall, Expansion, Kosmische Hintergrundstrahlung - Kosmische Zukunft